FR2873764A1

FR2873764A1 - Vertical axis wind turbine for generating electric, pneumatic or hydraulic energy, has rotor with arms mounted around horizontal axes on central shaft whose speed is controlled by counterweights, and blades placed between arms and shaft top

Info

Publication number: FR2873764A1
Application number: FR0408321A
Authority: FR
Inventors: Spinosa Andre Tour; Daniel Bouchard; Gerard Bousquet; Jean Noel Deleage
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-07-28
Filing date: 2004-07-28
Publication date: 2006-02-03

Abstract

The turbine has a base (2), and a rotor (3) with multiple rigid arms (13) arranged at regular angular intervals and pivotably mounted around horizontal axes (14) on a central shaft (8) of the rotor for being raised/lowered. Blades (18-20) are mounted between the arms and top (21) of the central shaft. Tenders (22-24) and the arms are coupled to counterweights that control rotor rotating speed.

Description

La présente invention concerne, de façon générale, le domaine desThe present invention relates, in a general manner, to the field of

éoliennes, c'est-à-dire des appareils ou installations qui comportent un rotor actionné par le vent, et des moyens convertissant l'énergie mécanique ainsi recueillie en une autre forme d'énergie exploitable, en particulier en wind turbines, ie apparatus or installations which comprise a wind-driven rotor, and means converting the mechanical energy thus collected into another form of exploitable energy, in particular

énergie électrique. Plus particulièrement, cette invention se rapporte à un dispositif d'éolienne à axe vertical, autrement dit une éolienne dont le rotor qui capte la force du vent est monté tournant autour d'un axe vertical. electric energy. More particularly, this invention relates to a vertical axis wind turbine device, that is to say a wind turbine whose rotor which captures the force of the wind is rotatably mounted about a vertical axis.

Dans leur conception habituelle, les éoliennes destinées notamment à la production d'électricité à partir de la force du vent sont des éoliennes à axe horizontal. Celles-ci comportent un mât de grande hauteur devant être fermement ancré au sol par sa base, et portant à son sommet un rotor par exemple à trois pales, monté tournant autour d'un axe horizontal. Il s'agit d'installations encombrantes et coûteuses, et néanmoins fragiles, risquant en particulier de ne pas résister à des coups de vents violents. In their usual design, the wind turbines intended in particular for the production of electricity from the force of the wind are wind turbines with horizontal axis. These comprise a high mast to be firmly anchored to the ground by its base, and carrying at its top a rotor for example with three blades, mounted rotating about a horizontal axis. These are cumbersome and expensive installations, and nevertheless fragile, risking in particular not to withstand violent gales.

Il a déjà été proposé des éoliennes à axe vertical, sur lequel est monté tournant, autour d'un axe vertical, un rotor comportant une pluralité d'ailes ou de pales, disposées à des intervalles angulaires réguliers, qui captent la force du vent de manière à entraîner en rotation le rotor; l'arbre central de ce rotor pouvant être accouplé à une génératrice électrique logée dans le socle de l'éolienne. A titre d'exemples de cet état de la technique, il est ici fait référence aux brevets français 547871 et 2803336, au brevet US 5784978, à la demande de brevet allemand 19950103 et à la demande de brevet internationale WO 90/07647. Les conceptions d'éolienne à axe vertical divulguées par ces documents conservent toutes des inconvénients, et pour ces raisons elles n'ont, à ce jour, pas donné lieu à des réalisations industrielles concrètes. It has already been proposed vertical axis wind turbines, on which is mounted rotating, about a vertical axis, a rotor having a plurality of wings or blades, arranged at regular angular intervals, which capture the strength of the wind of to rotate the rotor; the central shaft of this rotor can be coupled to an electric generator housed in the base of the wind turbine. As examples of this state of the art, reference is made here to French Patents 547871 and 2803336, to US Patent 5784978, to German Patent Application 19950103 and to International Patent Application WO 90/07647. The vertical axis wind turbine designs disclosed by these documents all have disadvantages, and for these reasons they have not, to date, given rise to concrete industrial achievements.

Ainsi, l'éolienne à axe vertical selon le brevet français 547871 conserve un mât de grande hauteur, et elle nécessite d'être stabilisée par des haubans, passant à l'extérieur du rotor, d'où une emprise au sol importante. De plus, ce document ancien ne prévoit ni moyens de réglage, ni moyens de repliement des pales du rotor, d'où un fonctionnement aléatoire et non régulé, et une absence de sécurité en cas de vent très violent. Thus, the vertical axis wind turbine according to French Patent 547871 retains a high mast, and it needs to be stabilized by stays, passing outside the rotor, resulting in a significant footprint. In addition, this old document does not provide adjustment means nor means for folding the rotor blades, resulting in a random operation and unregulated, and an absence of safety in case of very strong wind.

Le brevet français 2803336 prévoit un rotor à axe vertical, de grand diamètre, avec des ailes de structure complexe, notamment munies de clapets qui s'ouvrent et se ferment alternativement au cours de la rotation du rotor. Le socle nécessite d'être stabilisé par une structure en forme de croix, de grande dimensions et fortement lestée aux extrémités de ses bras. Aucune disposition n'est prévue pour une mise en sécurité en cas de vent très violent. French patent 2803336 provides a rotor with vertical axis, large diameter, with wings of complex structure, in particular provided with valves that open and close alternately during the rotation of the rotor. The base needs to be stabilized by a cross-shaped structure, large and heavily weighted at the ends of his arms. No provision is made for safety in case of very strong wind.

Les autres documents révèlent des éoliennes à axe vertical qui possèdent une géométrie variable. Other documents reveal vertical axis wind turbines with variable geometry.

Ainsi, le brevet US 5784978 montre un rotor d'éolienne à axe vertical, pourvu d'ailes triangulaires de grandes dimensions, analogues à une voilure de bateau, qui sont réalisées en toile, et prévues pour être enroulées de manière à pouvoir "réduire la voilure" en cas de vent très violent. La structure décrite par ce document, avec des ailes nécessairement en toile, est fragile et sujette à l'usure. Thus, US Patent 5784978 shows a vertical axis wind turbine rotor, provided with large triangular wings, similar to a boat wing, which are made of cloth, and designed to be wound so as to "reduce the sails "in case of very strong wind. The structure described by this document, with wings necessarily canvas, is fragile and subject to wear.

Dans la demande de brevet allemand 19950103, le rotor d'éolienne à axe vertical possède une allure de cône renversé, donc avec une partie supérieure de grand diamètre, de sorte que l'éolienne ne possède pas une stabilité satisfaisante. Les pales du rotor possèdent chacune une extrémité inférieure articulée à la base d'un arbre central, et une extrémité supérieure pouvant, selon la vitesse du vent, être rapprochée ou éloignée de l'arbre central, en fonction de la vitesse du vent. Le système de ce document nécessite toutefois des masselottes placées au sommet des pales, qui ne peuvent qu'aggraver l'instabilité de l'éolienne. De plus, le rapprochement des pales et de l'arbre central reste partiel et ne permet pas une réelle mise en sécurité, en cas de vent très violent. In the German patent application 19950103, the vertical axis wind turbine rotor has an inverted cone shape, so with a large diameter upper part, so that the wind turbine does not have a satisfactory stability. The rotor blades each have a lower end hinged to the base of a central shaft, and an upper end may, depending on the wind speed, be closer to or away from the central shaft, depending on the wind speed. The system of this document, however, requires flyweights placed at the top of the blades, which can only aggravate the instability of the wind turbine. In addition, the approximation of the blades and the central shaft remains partial and does not allow a real safety, in case of very strong wind.

Enfin, la demande de brevet internationale WO 90/07647 montre, d'une manière assez similaire au document précédent, un rotor d'éolienne à axe vertical qui possède un diamètre important et dont la régulation est assurée par des masselottes prévues à sa périphérie, sur les pales du rotor. Une telle réalisation est d'une faible stabilité et nécessite des haubans passant à l'extérieur du rotor, donc une emprise du sol importante. Ce dernier document enseigne un repliement des pales contre l'arbre central du rotor, pour une mise en sécurité de l'éolienne; toutefois, ce repliement est obtenu au moyen de câbles et de treuils motorisés, donc d'un dispositif complexe et consommateur d'énergie. Finally, the international patent application WO 90/07647 shows, in a manner quite similar to the previous document, a vertical axis wind turbine rotor which has a large diameter and whose regulation is provided by weights provided at its periphery, on the rotor blades. Such an embodiment is of low stability and requires shrouds passing outside the rotor, so a significant footprint of the ground. This latter document teaches a folding of the blades against the central shaft of the rotor, for a safety of the wind turbine; however, this folding is achieved by means of cables and motorized winches, so a complex device and energy consumer.

La présente invention vise à éliminer les inconvénients précédemment exposés, et elle a donc pour but de fournir une éolienne à axe vertical et géométrie variable de structure remarquablement stable, rendant inutile tout haubanage, qui possède un fonctionnement optimisé, parfaitement régulé et à haut rendement, et qui puisse, par des moyens simples, être mise en sécurité en cas de vent très violent ou de non utilisation. The present invention aims to eliminate the disadvantages previously described, and therefore aims to provide a wind turbine with vertical axis and variable geometry of remarkably stable structure, making any guying unnecessary, which has an optimized operation, perfectly regulated and high efficiency, and which can, by simple means, be secured in case of very violent wind or non-use.

A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'éolienne à axe vertical et géométrie variable, qui comprend un socle sur lequel est monté tournant, autour d'un axe vertical, un rotor comportant un arbre central, et une pluralité de pales disposées à des intervalles angulaires réguliers autour de l'arbre central et liées à des masselottes de régulation de la vitesse de rotation du rotor, cette éolienne à axe vertical étant essentiellement caractérisée par le fait que son rotor comporte, dans sa partie inférieure, une pluralité de bras rigides disposés à intervalles angulaires réguliers et montés pivotants autour d'axes horizontaux sur l'arbre central du rotor, de manière à pouvoir se relever ou s'abaisser, les pales étant montées entre lesdits bras et le sommet de l'arbre central du rotor, avec des moyens de compensation de longueur, et lesdits bras étant couplés aux masselottes. To this end, the subject of the invention is a wind turbine device with a vertical axis and variable geometry, which comprises a base on which is mounted rotating, about a vertical axis, a rotor comprising a central shaft, and a plurality of blades arranged at regular angular intervals around the central shaft and linked to flyweights regulating the speed of rotation of the rotor, this vertical axis wind turbine being essentially characterized by the fact that its rotor comprises, in its lower part, a a plurality of rigid arms arranged at regular angular intervals and pivotally mounted about horizontal axes on the central shaft of the rotor so as to be able to raise or lower, the blades being mounted between said arms and the top of the shaft central rotor, with means for compensation of length, and said arms being coupled to the flyweights.

Le rotor de l'éolienne à axe vertical, objet de l'invention, possède ainsi une allure conique, avec à sa base des bras "radiaux" relevables, ces bras rigides procurant des points d'attache pour les pieds des pales du rotor, qui convergent toutes vers le sommet de l'arbre central du rotor. The rotor of the vertical axis wind turbine, object of the invention, thus has a conical shape, with at its base liftable "radial" arms, these rigid arms providing attachment points for the rotor blade feet, all of which converge towards the top of the central shaft of the rotor.

Dans une forme de réalisation préférée du dispositif objet de l'invention, les bras rigides du rotor sont montés pivotants de manière à pouvoir être relevés jusque dans une position sensiblement verticale et accolée à l'arbre central du rotor, de manière à replier toutes les pales contre cet arbre central. In a preferred embodiment of the device according to the invention, the rigid arms of the rotor are pivotally mounted so that they can be raised to a substantially vertical position and contiguous to the central shaft of the rotor, so as to fold all the blades against this central tree.

Avantageusement, l'arbre central du rotor de l'éolienne est un arbre profilé creux, muni à sa périphérie d'ailettes longitudinales d'orientation radiale qui délimitent, entre elles, des logements verticaux dans lesquels prennent place, en position relevée et repliée, les bras et les pales. Advantageously, the central shaft of the rotor of the wind turbine is a hollow profiled shaft, provided at its periphery with longitudinal fins of radial orientation which delimit, between them, vertical housings in which take place, in the raised and folded position, arms and blades.

De préférence, chaque bras rigide du rotor sert d'attache à deux ou plusieurs pales correspondantes, dont les points d'attache respectifs se situent sur le bras à des distances croissantes à partir de l'arbre central. En particulier, la pale radialement la plus extérieure possède un profil horizontal arrondi, apte à fermer le logement de l'arbre central dans lequel sont repliables les pales. Preferably, each rigid arm of the rotor serves as an attachment to two or more corresponding blades, the respective attachment points of which are on the arm at increasing distances from the central shaft. In particular, the radially outermost blade has a rounded horizontal profile, adapted to close the housing of the central shaft in which the blades are foldable.

Les moyens de compensation de longueur sont prévus au sommet des pales et comprennent, pour chaque pale, un tendeur avec amortisseur. The length compensation means are provided at the top of the blades and comprise, for each blade, a tensioner with damper.

Les pales peuvent posséder chacune une structure unitaire, ou en variante être réalisées chacune par une juxtaposition de plusieurs lames parallèles. The blades may each have a unitary structure, or alternatively each be made by a juxtaposition of several parallel blades.

Selon un autre aspect de l'invention, l'arbre central du rotor de l'éolienne est monté tournant, d'une part, dans un palier inférieur porté par le socle de l'éolienne et, d'autre part, dans un palier supérieur porté par un mât-support profilé monté sur le socle et s'étendant extérieurement au rotor. De préférence, le mât-support profilé est monté, par sa base, sur une couronne elle-même montée tournante autour de l'axe vertical du rotor, de manière à rendre ce mât-support orientable. Ce mâtsupport profilé possède en particulier un carrossage qui délimite une entrée d'air, laquelle s'oriente face au vent de manière automatique, éventuellement avec l'aide d'une girouette, et qui dirige ainsi le flux d'air vers les pales du rotor, tout en le comprimant, de manière à favoriser la mise en rotation du rotor dans un sens prédéterminé. According to another aspect of the invention, the central shaft of the rotor of the wind turbine is mounted rotating, on the one hand, in a lower bearing carried by the base of the wind turbine and, on the other hand, in a bearing upper carried by a profiled support mast mounted on the base and extending externally to the rotor. Preferably, the profiled support mast is mounted, by its base, on a ring itself rotatably mounted about the vertical axis of the rotor, so as to make this support mast orientable. This mast profiled support has in particular a camber which delimits an air intake, which is automatically facing the wind, possibly with the help of a wind vane, and which thus directs the flow of air towards the blades of the rotor, while compressing it, so as to promote the rotation of the rotor in a predetermined direction.

Dans un mode de réalisation préférentiel, chaque bras rigide du rotor de l'éolienne est accouplé mécaniquement, au travers du palier inférieur de l'arbre central du rotor, à une masselotte pivotante correspondante logée à l'intérieur du socle de l'éolienne. Selon une forme d'exécution particulière, chaque bras du rotor est relié par l'intermédiaire d'une biellette sensiblement verticale, traversant librement ledit palier inférieur, à la masselotte pivotante correspondante logée à l'intérieur du socle de l'éolienne. In a preferred embodiment, each rigid arm of the rotor of the wind turbine is mechanically coupled, through the lower bearing of the central shaft of the rotor, to a corresponding pivoting flyweight housed inside the base of the wind turbine. According to a particular embodiment, each arm of the rotor is connected via a substantially vertical rod passing freely through said lower bearing, to the corresponding swivel counterweight housed inside the base of the wind turbine.

Avantageusement, des moyens sont prévus pour synchroniser les mouvements et positions de toutes les masselottes pivotantes, donc de tous les bras du rotor. Ces moyens de synchronisation sont réalisables sous la forme d'une bague montée coulissante coaxialement à l'arbre central du rotor, et liée par des biellettes aux différentes masselottes. Une telle bague de synchronisation peut, en outre, être accouplée à des moyens d'actionnement, aptes à la déplacer verticalement de manière à placer le rotor de l'éolienne dans des positions particulières, notamment pour la maintenance ou le transport. Advantageously, means are provided for synchronizing the movements and positions of all the swivel weights, therefore all the arms of the rotor. These synchronization means are feasible in the form of a ring slidably mounted coaxially to the central shaft of the rotor, and connected by links to the various flyweights. Such a synchronizing ring may, in addition, be coupled to actuating means, able to move it vertically so as to place the rotor of the wind turbine in particular positions, especially for maintenance or transport.

Selon un aspect particulier de l'invention, des articulations à rotule ou à cardan sont prévues, d'une part au niveau des points d'attache des pieds des pales sur les bras rigides, et d'autre part au sommet des pales au niveau des tendeurs. Encore plus particulièrement, au niveau du point d'attache de chaque pied de pale sur le bras rigide correspondant, il est prévu un cardan qui possède un premier axe, lié au bras et possédant une direction diagonale relativement au bras, et un second axe orthogonal au précédent, sur lequel est articulée une chape prévue sur le pied de pale, de manière à modifier l'angle d'attaque des pales au fur et à mesure du relevage des bras. According to a particular aspect of the invention, joints with a ball or cardan joint are provided, on the one hand at the attachment points of the blade roots on the rigid arms, and on the other hand at the top of the blades at the level of the blades. tensioners. Even more particularly, at the point of attachment of each blade root on the corresponding rigid arm, there is provided a cardan which has a first axis, connected to the arm and having a diagonal direction relative to the arm, and a second orthogonal axis the previous one, on which is articulated a clevis provided on the foot of blade, so as to change the angle of attack of the blades as and when the raising of the arms.

Dans l'ensemble, le dispositif d'éolienne à axe vertical et géométrie 5 variable, objet de l'invention, procure les avantages suivants: En premier lieu, l'éolienne est particulièrement stable, compte tenu de sa forme générale conique et de la répartition des masses, les bras et les masselottes se situant à faible hauteur. Le risque de renversement d'une telle structure étant quasi-nul, celle-ci ne nécessite aucun haubannage et son socle peut être simplement posé au sol, sans fondations ni ancrage, ce qui facilite grandement l'installation de l'éolienne et son éventuel déplacement d'un point d'utilisation à un autre. Overall, the vertical axis wind turbine device with variable geometry, object of the invention, provides the following advantages: First, the wind turbine is particularly stable, given its conical general shape and the distribution of the masses, the arms and the weights being at low height. The risk of overturning such a structure being almost zero, it requires no guying and its base can be simply placed on the ground, without foundation or anchoring, which greatly facilitates the installation of the wind turbine and its eventual moving from one point of use to another.

Le repliement des bras et des pales, avec escamotage dans des logements correspondants de l'arbre central du rotor, permet d'amener ce rotor dans une configuration de sécurité ou de non-utilisation, qui présente une prise au vent limitée, pour une sécurité maximale notamment en cas de vent très violent, cette configuration pouvant aussi faciliter le transport de l'éolienne. The folding of the arms and blades, with retraction in corresponding housings of the central shaft of the rotor, makes it possible to bring this rotor in a configuration of safety or non-use, which has a limited wind angle, for safety maximum in particular in very strong wind, this configuration can also facilitate the transport of the wind turbine.

La multiplicité des pales du rotor, et leur possibilité d'orientation, procure en cours de fonctionnement de l'éolienne un rendement maximal, lequel peut être encore amélioré par l'orientation automatique, sous l'effet du vent, du mât-support profilé qui forme un guide d'entrée du flux d'air agissant sur les pales. En particulier, l'articulation à cardan de chaque pied de pale sur le bras correspondant procure, au fur et à mesure du relevage du bras, une variation et optimisation de l'angle d'attaque de la pale par rapport au flux d'air entrant, canalisé par le mât profilé. The multiplicity of the rotor blades, and their possibility of orientation, provides during the operation of the wind turbine a maximum yield, which can be further improved by the automatic orientation, under the effect of the wind, the profiled support mast which forms an airflow inlet guide acting on the blades. In particular, the universal joint of each blade root on the corresponding arm provides, as the arm raises, a variation and optimization of the angle of attack of the blade relative to the air flow entering, channeled by the profiled mast.

Le fonctionnement est régulé par les masselottes, ainsi que par les bras qui jouent eux-mêmes un rôle de volant d'inertie. La synchronisation des mouvements et positions des masselottes, donc des bras, contribue à l'obtention d'un mouvement de rotation uniforme, non saccadé. Même en position totalement escamotée, les pales du rotor continuent d'offrir une prise au vent limitée, suffisante pour maintenir la rotation, donc la production d'énergie. Le démarrage de la rotation du rotor est également aisé, à partir d'une position d'arrêt. On obtient ainsi une éolienne à fonctionnement optimisé et à haut rendement. The operation is regulated by the flyweights, as well as by the arms which themselves play a role of flywheel. The synchronization of the movements and positions of the weights, therefore the arms, contributes to obtaining a uniform rotational movement, not jerky. Even in the fully retracted position, the rotor blades continue to offer limited wind hold, sufficient to maintain rotation, thus energy production. Starting the rotation of the rotor is also easy from a stop position. This produces a wind turbine with optimized operation and high efficiency.

Les moyens d'actionnement, associés à la bague de synchronisation des masselottes, permettent d'amener le rotor dans une position prédéterminée adéquate pour procéder à des opérations de maintenance. En complément, des moyens de freinage de la rotation du rotor permettent de bloquer cette rotation,, pour les nécessités des opérations de maintenance, en assurant la sécurité du personnel d'intervention. The actuating means, associated with the synchronizing ring of the weights, make it possible to bring the rotor into a predetermined position suitable for carrying out maintenance operations. In addition, means for braking the rotation of the rotor make it possible to block this rotation, for the needs of the maintenance operations, while ensuring the safety of the intervention personnel.

De toute façon, l'invention sera de toute façon mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme d'exécution de ce dispositif d'éolienne à axe vertical et géométrie variable: Figure 1 est une vue d'ensemble, en élévation, d'une éolienne à 10 axe vertical conforme à la présente invention; Figure 2 est une vue de face, avec coupes partielles, montrant plus particulièrement le rotor de cette éolienne à axe vertical; Figure 3 est une vue partielle du rotor, similaire à la figure 2, illustrant la position escamotée des bras et des pales de ce rotor; Figure 4 est une vue en coupe horizontale passant par le palier inférieur de l'arbre central du rotor, suivant IV-IV de figure 2; Figure 5 est une vue en coupe horizontale passant par les axes de pivotement des bras du rotor, suivant V-V de figure 2; Figure 6 est une en coupe horizontale passant par les axes de 20 pivotement des masselottes, suivant VI-VI de figure 3; Figure 7 est une vue en coupe verticale du socle de l'éolienne; Figure 8 est un schéma illustrant les positions des pales du rotor, lorsque les bras de celui-ci occupent leur position basse; Figure 9 est un autre schéma, similaire au précédent, mais 25 illustrant les positions des pales lorsque les bras du rotor occupent leur position relevée; Figure 10 est une vue schématique en plan par-dessus, illustrant la configuration du mât-support profilé ; Figure 11 est une vue de face d'une articulation à cardan, liant un 30 pied de pale à un bras du rotor; Figure 12 est une vue en coupe de l'articulation à cardan, suivant XII- XII de figure 11; Figure 13 est une vue en perspective de cette articulation à cardan. In any case, the invention will in any case be better understood with the aid of the description which follows, with reference to the appended schematic drawing representing, by way of example, an embodiment of this axis wind turbine device. vertical and variable geometry: Figure 1 is an overall view, in elevation, of a vertical axis wind turbine according to the present invention; Figure 2 is a front view, with partial sections, showing more particularly the rotor of this vertical axis wind turbine; Figure 3 is a partial view of the rotor, similar to Figure 2, illustrating the retracted position of the arms and blades of this rotor; Figure 4 is a horizontal sectional view through the lower bearing of the central shaft of the rotor, according to IV-IV of Figure 2; Figure 5 is a horizontal sectional view through the pivot axes of the rotor arms, along V-V of Figure 2; Figure 6 is a horizontal section through the axes of pivoting of the weights, VI-VI of Figure 3; Figure 7 is a vertical sectional view of the base of the wind turbine; Figure 8 is a diagram illustrating the positions of the blades of the rotor, when the arms of the latter occupy their low position; Figure 9 is another schematic, similar to the previous one, but showing the blade positions when the rotor arms are in their raised position; Figure 10 is a schematic plan view from above, illustrating the configuration of the profiled support mast; Figure 11 is a front view of a cardan joint, linking a blade root to an arm of the rotor; Figure 12 is a sectional view of the cardan joint, according to XII-XII of Figure 11; Figure 13 is a perspective view of this cardan joint.

En se référant d'abord à la figure 1, l'éolienne à axe vertical comprend un socle 2, surmonté par un rotor 3. Le socle 2, qu peut être constitué par des modules superposés 4, 5 et 6, repose sur un sol horizontal 7. Referring first to Figure 1, the vertical axis wind turbine comprises a base 2, surmounted by a rotor 3. The base 2, which can be constituted by superimposed modules 4, 5 and 6, rests on a floor horizontal 7.

Le rotor 3 est monté tournant autour d'un axe vertical A, confondu avec l'axe géométrique du socle 2. L'ensemble de l'éolienne présente une allure générale conique, se rétrécissant de bas en haut. The rotor 3 is rotatably mounted about a vertical axis A coincides with the geometric axis of the base 2. The entire wind turbine has a general conical shape, narrowing from bottom to top.

En se référant aux figures 2 et suivantes, on décrira ci-après la 5 structure du rotor 3 et son montage rotatif suivant l'axe A. Le rotor 3 possède un arbre central 8 vertical, constitué par un profilé tubulaire de section pentagonale, pourvu de cinq ailettes longitudinales 9 d'orientation radiale, comme le montre notamment la figure 5. L'arbre central 8 est monté tournant dans un palier inférieur 10, monté sur le module supérieur 4 du socle 2. Le sommet de l'arbre central 8 est monté tournant dans un palier supérieur 11, porté par un mât-support 12 qui s'étend extérieurement au rotor 3, la base du mât-support 12 étant montée sur le socle 2. Le mât-support 12 est rendu orientable autour de l'axe vertical A, par un montage de sa base sur une couronne tournante (non représentée). Referring to FIGS. 2 and following, the structure of the rotor 3 and its rotational arrangement along the axis A will be described below. The rotor 3 has a vertical central shaft 8 constituted by a tubular section of pentagonal section, provided with of five longitudinal fins 9 of radial orientation, as shown in particular in Figure 5. The central shaft 8 is rotatably mounted in a lower bearing 10, mounted on the upper module 4 of the base 2. The top of the central shaft 8 is rotatably mounted in an upper bearing 11, carried by a support mast 12 which extends externally to the rotor 3, the base of the support mast 12 being mounted on the base 2. The support mast 12 is made to be orientable around the vertical axis A, by mounting its base on a rotating ring (not shown).

L'arbre central 8 du rotor 3 porte, juste au-dessus du palier inférieur 10, cinq bras rigides 13 montés pivotants autour d'axes horizontaux 14 respectifs, chaque bras 13 étant ainsi articulé par une extrémité entre deux ailettes longitudinales 9 consécutives de l'arbre central 8. The central shaft 8 of the rotor 3 carries, just above the lower bearing 10, five rigid arms 13 pivotally mounted about respective horizontal axes 14, each arm 13 thus being articulated at one end between two consecutive longitudinal fins 9 of the central shaft 8.

Chaque bras rigide 13 offre trois points d'attache, respectivement 15, 16 et 17, situés à des distances croissantes à partir de l'arbre central 8, et prévus respectivement pour trois pales allongées 18, 19 et 20, qui s'étendent vers le haut en direction du sommet du rotor 3. Les sommets de toutes les pales 18, 19 et 20 sont reliés à une même couronne 21 portée par la partie supérieure de l'arbre central 8, et située juste au-dessous du palier supérieur 11 porté le mât-support 12. Each rigid arm 13 has three attachment points, respectively 15, 16 and 17, located at increasing distances from the central shaft 8, and provided respectively for three elongate blades 18, 19 and 20, which extend towards the top towards the top of the rotor 3. The apices of all the blades 18, 19 and 20 are connected to the same ring 21 carried by the upper part of the central shaft 8, and located just below the upper bearing 11 carried the support mast 12.

Plus particulièrement, la première pale 18 située en position intérieure, c'est-à-dire la plus proche de l'arbre central 8, est reliée par son extrémité inférieure au premier point d'attache 15 sur le bras rigide 13, tandis que l'extrémité supérieure de cette première pale 18 est reliée, par un tendeur 22 avec amortisseur, à la couronne 21. More particularly, the first blade 18 located in the inner position, that is to say the one closest to the central shaft 8, is connected by its lower end to the first attachment point 15 on the rigid arm 13, while the upper end of this first blade 18 is connected by a tensioner 22 with damper to the ring 21.

La deuxième pale 19, située en position intermédiaire, est reliée par son extrémité inférieure au deuxième point d'attache 16 sur le bras rigide 13, tandis que son extrémité supérieure est reliée, par un tendeur 23 avec amortisseur, à la couronne 21. The second blade 19, located in the intermediate position, is connected by its lower end to the second attachment point 16 on the rigid arm 13, while its upper end is connected by a tensioner 23 with damper to the ring 21.

La troisième pale 20, située en position extérieure c'est-à-dire la plus éloignée de l'arbre central 8, est reliée par son extrémité inférieure au troisième point d'attache 17 sur le bras rigide 13, tandis que son extrémité supérieure est reliée, par un tendeur 24 avec amortisseur, à la couronne 21. The third blade 20, located in the outer position, that is to say the farthest from the central shaft 8, is connected by its lower end to the third attachment point 17 on the rigid arm 13, while its upper end is connected, by a tensioner 24 with damper, to the ring 21.

Des articulations à rotule ou à cardan sont prévues, d'une part au niveau des points d'attache 15, 16, 17 et d'autre part au niveau des tendeurs 22, 23, 24, comme décrit plus en détail ci-après. Pivot or cardan joints are provided on the one hand at the attachment points 15, 16, 17 and on the other hand at the turnbuckles 22, 23, 24, as described in more detail below.

Comme le montre aussi schématiquement la figure 8, la première pale 18 et la deuxième pale 19 possèdent des sections horizontales respectives sensiblement rectilignes, et s'étendent à peu près parallèlement l'une à l'autre. Par contre, la troisième pale 20, qui est la plus extérieure, possède un profil horizontal arrondi, avec une orientation générale différente de celle des deux premières pales 18 et 19. As also schematically shown in Figure 8, the first blade 18 and the second blade 19 have respective horizontal sections substantially straight, and extend approximately parallel to each other. By cons, the third blade 20, which is the outermost, has a rounded horizontal profile, with a general orientation different from that of the first two blades 18 and 19.

Dans l'exemple illustré au dessin, à chacun des cinq bras rigides 13 sont ainsi associées trois pales 18, 19 et 20, de sorte que le rotor 3 possède au total quinze pales, selon une disposition qui se répète à l'identique autour de l'axe vertical A tous les 72 . In the example illustrated in the drawing, to each of the five rigid arms 13 are thus associated three blades 18, 19 and 20, so that the rotor 3 has a total of fifteen blades, in a pattern that is repeated identically around the vertical axis A every 72.

En se référant aux figures 2 et 6, il est associé à chaque bras rigide 13 une masselotte 25 logée à l'intérieur du module supérieur 4 du socle 2, le module 4 renfermant ainsi cinq masselottes 25 identiques, régulièrement réparties angulairement autour de l'axe vertical A. Chaque masselotte 25 est montée pivotante autour d'un axe horizontal 26. Referring to Figures 2 and 6, there is associated with each rigid arm 13 a feeder 25 housed inside the upper module 4 of the base 2, the module 4 thus containing five identical weights 25 regularly distributed angularly around the vertical axis A. Each weight 25 is pivotally mounted about a horizontal axis 26.

Plus particulièrement, chaque bras rigide 13 est ici relié à la masselotte 25 correspondante, logé au-dessous de ce bras 13 à l'intérieur du module 4 du socle 2, par l'intermédiaire d'une biellette 27 qui s'étend en direction sensiblement verticale. Chaque biellette 27 traverse librement une ouverture verticale correspondante 28 ménagée dans la partie centrale tournante 29 du palier inférieur 10 de l'arbre central 8. More particularly, each rigid arm 13 is here connected to the corresponding weight 25, housed below this arm 13 inside the module 4 of the base 2, via a rod 27 which extends in the direction substantially vertical. Each rod 27 passes freely through a corresponding vertical opening 28 formed in the central rotating portion 29 of the lower bearing 10 of the central shaft 8.

Toutes les masselottes pivotantes 25 sont accouplées à une bague de synchronisation 37 commune, montée coulissante en direction verticale autour de la partie inférieure de l'arbre central 8 du rotor 3. La bague de synchronisation 37 est liée par des biellettes 38 sensiblement verticales aux différentes masselottes 25, les biellettes 38 étant articulées aux masselottes 25 en des points excentrés par rapport aux axes de pivotement 26. D'autres moyens du genre tiges 39 accouplent la bague de synchronisation 37 à des moyens d'actionnement (non représentés), prévus pour commander le relèvement ou l'abaissement de cette bague 37. All the pivoting weights 25 are coupled to a common synchronizing ring 37, slidably mounted vertically around the lower part of the central shaft 8 of the rotor 3. The synchronizing ring 37 is connected by rods 38 substantially vertical to the different weights 25, the rods 38 being articulated to the flyweights 25 at eccentric points with respect to the pivot axes 26. Other means of the rods 39 type couple the synchronizing ring 37 to actuating means (not shown), provided for order the raising or lowering of this ring 37.

En se référant maintenant à la figure 7, on décrira plus en détail la structure interne du socle 2, dans le cas (pris ici pour exemple) d'une éolienne destinée à la production d'électricité. Referring now to Figure 7, will be described in more detail the internal structure of the base 2, in the case (taken here for example) of a wind turbine for the production of electricity.

Comme déjà décrit précédemment, le module supérieur 4 du 5 socle 2 loge les cinq masselottes pivotantes 25, couplées respectivement aux cinq bras rigides 13 du rotor 3. As already described above, the upper module 4 of the base 2 houses the five pivoting weights 25, respectively coupled to the five rigid arms 13 of the rotor 3.

Le module intermédiaire 5 du socle 2 renferme ici une génératrice électrique 30, dont le rotor est lié en rotation à l'extrémité inférieure de l'arbre central 8 du rotor 3, prolongé vers le bas. Ce module intermédiaire 5 renferme aussi un coffret électrique 31 assurant les fonctions de contrôle et de surveillance. The intermediate module 5 of the base 2 here encloses an electric generator 30, whose rotor is rotatably connected to the lower end of the central shaft 8 of the rotor 3, extended downwards. This intermediate module 5 also contains an electrical box 31 providing the control and monitoring functions.

Le module inférieur 6 du socle 2 contient une batterie d'accumulateurs 32, et un appareillage électrique 33 du genre onduleur, délivrant un courant alternatif utilisable, pouvant être prélevé sur une prise 34. The lower module 6 of the base 2 contains a storage battery 32, and an electrical equipment 33 of the inverter type, delivering a usable alternating current that can be taken from a socket 34.

Des moyens d'assemblage simples assurent la liaison démontable entre les différents modules 4, 5 et 6 du socle 2. Comme le montre la figure 1, ces modules peuvent comporter des portes d'accès 35. Simple assembly means provide the removable connection between the various modules 4, 5 and 6 of the base 2. As shown in FIG. 1, these modules may comprise access doors 35.

Les modules 4, 5 et 6 du socle 2 possèdent une section horizontale circulaire ou polygonale. Des blocs de lestage (non représentés), logés à la 20 base du socle 2, peuvent améliorer la stabilité de l'éolienne. The modules 4, 5 and 6 of the base 2 have a circular or polygonal horizontal section. Weight blocks (not shown), housed at the base of the base 2, can improve the stability of the wind turbine.

Le fonctionnement du dispositif d'éolienne à axe vertical est conditionné par la configuration du mât-support 12 et aussi par les particularités de la liaison articulée entre le pied de chaque pale 18, 19 ou 20 et le bras rigide 13 correspondant. The operation of the vertical axis wind turbine device is conditioned by the configuration of the support mast 12 and also by the particularities of the articulated connection between the foot of each blade 18, 19 or 20 and the corresponding rigid arm 13.

En se référant à la figure 10, le mât-support 12 est profilé et possède en particulier un carrossage 40, formé de deux parties pleines qui s'étendent en direction générale verticale, à distance l'une de l'autre, de manière à délimiter entre elles une entrée d'air 41. L'intérieur du carrossage 40 est avantageusement équipé de pièges à bruits, et d'éléments chauffants anti- gel En se référant aux figures 11 à 13, qui représentent à titre d'exemple le détail du point d'attache 17 du pied de la pale 20 sur le bras 13 correspondant, on notera que ce point d'attache est constitué par une articulation à cardan, avec deux axes B et C orthogonaux. Le premier axe B s'étend dans une direction diagonale, par rapport au bras 13. Ce premier axe B est matérialisé par un corps 42 de forme générale cylindrique, monté tournant dans deux paliers opposés 43 et 44, fixés sur le bras 13. Le pied de la pale 20 est muni d'une chape 45 dirigée vers le bas, dont les deux branches passent de part et d'autre du corps 42 et sont reliées entre elles par l'axe C qui traverse le corps 42 suivant une direction diamétrale. Referring to FIG. 10, the support mast 12 is profiled and in particular has a camber 40, formed of two solid parts which extend in a generally vertical direction, at a distance from one another, so as to delimit between them an air inlet 41. The interior of the camber 40 is advantageously equipped with noise traps, and anti-freeze heating elements With reference to FIGS. 11 to 13, which represent by way of example the detail from the point of attachment 17 of the foot of the blade 20 to the corresponding arm 13, it will be noted that this point of attachment is constituted by a universal joint with two orthogonal axes B and C. The first axis B extends in a diagonal direction, relative to the arm 13. This first axis B is embodied by a body 42 of generally cylindrical shape, rotatably mounted in two opposite bearings 43 and 44, fixed on the arm 13. foot of the blade 20 is provided with a yoke 45 directed downwards, whose two branches pass on either side of the body 42 and are interconnected by the axis C which passes through the body 42 in a diametrical direction .

En cours de fonctionnement de l'éolienne, la force du vent s'exerce sur les pales 18, 19, 20 associées aux différents bras 13, de manière à mettre en rotation l'ensemble du rotor 3 autour de l'axe vertical A. Le mât-support profilé 12 s'oriente de lui-même en fonction de la direction instantanée du vent, de manière à placer son entrée d'air 41 face au vent, de sorte que l'air se trouve canalisé en direction des pales 18, 19, 20 du rotor 3, afin de favoriser la mise en rotation de ce rotor 3. During operation of the wind turbine, the force of the wind is exerted on the blades 18, 19, 20 associated with the various arms 13, so as to rotate the entire rotor 3 about the vertical axis A. The profiled support mast 12 is self-orienting according to the instantaneous direction of the wind, so as to place its air inlet 41 facing the wind, so that the air is channeled towards the blades 18 , 19, 20 of the rotor 3, to promote the rotation of this rotor 3.

L'ensemble des masselottes 25 accompagne le rotor 3 dans sa rotation autour de l'axe vertical A, et selon la vitesse de rotation du rotor 3, donc en fonction de la vitesse du vent, ces masselottes 25 pivotent plus ou moins vers le haut, autour de leurs axes de pivotement 26 respectifs, sous l'effet de la force centrifuge. Le pivotement des masselottes 25 est transmis, par l'intermédiaire des biellettes 27, aux bras rigides 13 correspondants, lesquels sont ainsi amenés dans des positions correspondantes plus ou moins relevées. Grâce à la bague de synchronisation 37, les déplacements et positions de toutes les masselottes 25, donc aussi de tous les bras 13, sont coordonnés et assurent ainsi une rotation régulière du rotor 3. The set of weights 25 accompanies the rotor 3 in its rotation about the vertical axis A, and according to the speed of rotation of the rotor 3, so depending on the speed of the wind, these weights 25 are pivoted more or less upwards around their respective pivot axes 26 under the effect of the centrifugal force. The pivoting of the flyweights 25 is transmitted, through the rods 27, rigid arms 13 corresponding, which are thus brought to corresponding positions more or less raised. Thanks to the synchronizing ring 37, the displacements and positions of all the weights 25, therefore also of all the arms 13, are coordinated and thus ensure a regular rotation of the rotor 3.

Plus particulièrement, dans la position de base montrée aux figures 1, 2, 5, 7 et 8, les masselottes 25 sont orientées vers le bas, et les bras rigides 13 occupent une position inclinée d'environ 45 sur l'horizontale ou sur la verticale. Les trois pales 18, 19, 20 associées à chaque bras 13 sont alors écartées au maximum les unes des autres, et de l'arbre central 8 du rotor 3. More particularly, in the basic position shown in FIGS. 1, 2, 5, 7 and 8, the weights 25 are oriented downwards, and the rigid arms 13 occupy an inclined position of approximately 45 on the horizontal or on the vertical. The three blades 18, 19, 20 associated with each arm 13 are then separated as far as possible from each other, and from the central shaft 8 of the rotor 3.

L'augmentation de la vitesse de rotation s'accompagne d'un relevage des masselottes 25 qui, transmis par les biellettes 27 aux bras 13, relève ces bras 13 et rapproche les pales 18, 19, 20 les unes des autres, ainsi que de l'arbre central 8. Le système est ainsi auto-régulé. On notera que la disposition est telle que les biellettes 27 ne rencontrent aucun obstacle au cours de la rotation du rotor 3, et transmettent ainsi à tout moment la position des masselottes 25 aux bras 13 correspondants. The increase in the speed of rotation is accompanied by a lifting of the weights 25 which, transmitted by the links 27 to the arms 13, raises these arms 13 and brings the blades 18, 19, 20 closer to each other, as well as the central shaft 8. The system is thus self-regulated. Note that the arrangement is such that the links 27 do not encounter any obstacle during the rotation of the rotor 3, and thus transmit at any time the position of the weights 25 to the arms 13 corresponding.

Au fur et à mesure du relevage des bras 13, les tendeurs 22, 23, 24 35 compensent le rapprochement des points d'attache 15, 16, 17 avec le sommet du rotor 3, et maintiennent les pales 18, 19, 20 à l'état tendu. As the arms 13 are raised, the tensioners 22, 23, 24 compensate the approach of the attachment points 15, 16, 17 with the top of the rotor 3, and hold the blades 18, 19, 20 to tense condition.

Les figures 3, 6 et 9 illustrent les positions relevées extrêmes des masselottes 25 et des bras 13. Les bras 13 sont ici relevés sensiblement à la verticale, et le pales 18, 19, 20 sont elles aussi sensiblement verticales; tous ces éléments prennent alors place dans les logements 36 qui sont délimités, à la périphérie de l'arbre central 8 du rotor 3, entre les ailettes 9 consécutives. Considérant le fait que les pales 20 les plus extérieures possèdent un profil arrondi, l'ensemble des pales 20 ainsi escamotées forme pratiquement une surface cylindrique continue, de sorte que le rotor 3 n'offre qu'une prise au vent limitée, autorisant toutefois sa mise en rotation. Ainsi, la position ici considérée est une position de mise en sécurité de l'éolienne, utilisable en cas de vent très violent. Figures 3, 6 and 9 illustrate the extreme raised positions of the weights 25 and arms 13. The arms 13 are here raised substantially vertically, and the blades 18, 19, 20 are also substantially vertical; all these elements then take place in the housing 36 which are delimited at the periphery of the central shaft 8 of the rotor 3, between the fins 9 consecutive. Considering the fact that the outermost blades 20 have a rounded profile, the set of blades 20 thus retracted substantially forms a continuous cylindrical surface, so that the rotor 3 offers only a limited wind setting, however allowing its rotating. Thus, the position considered here is a position of safety of the wind turbine, usable in case of very strong wind.

Compte tenu de la disposition des articulations à cardan, liant les pieds des pales 18, 19, 20 aux bras 13 correspondants, l'orientation de ces pales 18, 19, 20 se modifie automatiquement, au fur et à mesure du relevage des bras 13, de manière à optimiser l'angle d'attaque des pales 18, 19, 20 par rapport au flux d'air entrant. Chaque articulation à cardan peut être munie d'un système de réglage fin, permettant d'affiner l'optimisation de l'angle d'attaque de chaque pale 18, 19, 20 par rapport au flux d'air. Taking into account the arrangement of the cardan joints, linking the feet of the blades 18, 19, 20 to the corresponding arms 13, the orientation of these blades 18, 19, 20 is automatically changed, as the arms are raised 13 , so as to optimize the angle of attack of the blades 18, 19, 20 with respect to the incoming air flow. Each universal joint can be provided with a fine adjustment system, making it possible to refine the optimization of the angle of attack of each blade 18, 19, 20 with respect to the air flow.

Au sujet du fonctionnement précédemment décrit, on notera aussi 20 que l'ensemble des bras 13 et des masselottes 25 constitue un volant d'inertie qui permet de "lisser" les à-coups. With regard to the operation previously described, it will also be noted that the set of arms 13 and flyweights 25 constitute a flywheel which makes it possible to "smooth" jolts.

Enfin, les moyens d'actionnement de la bague de synchronisation 37 permettent de placer l'éolienne, en particulier son rotor 3, dans une position particulière adaptée pour sa maintenance, le rotor 3 pouvant alors être bloqué en rotation. Finally, the means for actuating the synchronizing ring 37 make it possible to place the wind turbine, in particular its rotor 3, in a particular position adapted for its maintenance, the rotor 3 then being able to be locked in rotation.

Alors que l'exemple de réalisation décrit jusqu'ici est une éolienne appliquée à la production d'électricité, au moyen d'une génératrice 30 mue par l'axe central 8 du rotor 3, il est clair que la même structure générale d'éolienne et de rotor est aussi applicable à la production d'air comprimé, ou à la fourniture d'un fluide hydraulique sous haute pression. Dans le cas de la production d'air comprimé, le rotor est accouplé à un compresseur d'air qui alimente un ou plusieurs réservoirs d'air comprimé, le compresseur et le ou les réservoirs étant logés à l'intérieur ou à l'extérieur du socle de l'éolienne. Dans le cas de la fourniture de fluide hydraulique sous haute pression, le rotor de l'éolienne est accouplé à une pompe hydraulique qui alimente au moins un 15 20 25 30 35 réservoir de fluide sous haute pression, la pompe et le réservoir étant, dans ce cas également, logés à l'intérieur ou à l'extérieur du socle de l'éolienne. Comme il va de soi, et comme il ressort de ce qui précède, l'invention ne While the embodiment described so far is a wind turbine applied to the production of electricity, by means of a generator 30 moved by the central axis 8 of the rotor 3, it is clear that the same general structure of wind turbine and rotor is also applicable to the production of compressed air, or the supply of hydraulic fluid under high pressure. In the case of the production of compressed air, the rotor is coupled to an air compressor which supplies one or more compressed air tanks, the compressor and the tank or tanks being housed inside or outside. the base of the wind turbine. In the case of the supply of high pressure hydraulic fluid, the rotor of the wind turbine is coupled to a hydraulic pump which supplies at least one fluid reservoir under high pressure, the pump and the reservoir being, in this case also, housed inside or outside the base of the wind turbine. As is obvious, and as is apparent from the foregoing, the invention does not

se limite pas à la seule forme d'exécution de ce dispositif d'éolienne à axe vertical et géométrie variable qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. is not limited to the sole embodiment of this wind turbine device with vertical axis and variable geometry that has been described above, for example; it embraces, on the contrary, all variants of implementation and application respecting the same principle.

C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention: en modifiant des détails de formes, par exemple du socle de l'éolienne; en modifiant le nombre des bras rigides du rotor, de préférence en conservant un nombre impair de bras, par exemple trois ou sept bras; en modifiant le nombre des pales associées à chaque bras du rotor; en réalisant les pales en tous types de matériaux adaptés, présentant à la fois des qualités de souplesse et de solidité ; en réalisant chaque pale du rotor non pas sous forme de structure unitaire, comme illustré au dessin, mais par une juxtaposition de plusieurs lames parallèles, qui s'étendent chacune entre un bras rigide et la partie supérieure du rotor; en ayant recours à tous moyens équivalents, par exemple en réalisant le couplage entre chaque bras du rotor et la masselotte correspondante au moyen d'un mécanisme à crémaillère, qui remplacerait la biellette, la crémaillère traversant verticalement le palier inférieur; en prévoyant une assistance, par exemple hydraulique ou électrique, pour l'asservissement de la position de chaque bras à la position de la masselotte correspondante; en utilisant tous des moyens motorisés mécaniques ou hydrauliques, voire manuels, permettant de relever ou d'abaisser la bague de synchronisation liée aux masselottes, pour le relevage des bras du rotor, en vue de leur escamotage dans les logements correspondants formés sur l'arbre central du rotor; en destinant le même dispositif d'éolienne à axe vertical et géométrie variable à la production de toute forme d'énergie: électrique, mécanique, pneumatique, hydraulique, etc..., par tous moyens de génération, de stockage éventuel et de distribution de cette énergie. Thus, in particular, one would not move away from the scope of the invention: by modifying details of shapes, for example the base of the wind turbine; modifying the number of rigid arms of the rotor, preferably keeping an odd number of arms, for example three or seven arms; by modifying the number of blades associated with each arm of the rotor; realizing the blades of all types of suitable materials, having both qualities of flexibility and strength; realizing each rotor blade not as a unitary structure, as illustrated in the drawing, but by a juxtaposition of a plurality of parallel blades, each extending between a rigid arm and the upper rotor; using all equivalent means, for example by performing the coupling between each arm of the rotor and the corresponding flyweight by means of a rack mechanism, which would replace the rod, the rack vertically traversing the lower bearing; providing assistance, for example hydraulic or electrical, for the servo of the position of each arm to the position of the corresponding flyweight; using all motorized mechanical or hydraulic means, even manual, to raise or lower the synchronizing ring related to the weights, for lifting the arms of the rotor, for their retraction in the corresponding housing formed on the shaft central rotor; by aiming for the same wind turbine device with vertical axis and variable geometry to produce all forms of energy: electrical, mechanical, pneumatic, hydraulic, etc ..., by any means of generation, possible storage and distribution of this energy.

Claims

1. A vertical axis wind turbine device with variable geometry, comprising a base (2) on which is rotatably mounted, about a vertical axis (A), a rotor (3) comprising a central shaft (8), and a plurality of blades (18, 19, 20) arranged at regular angular intervals around the central shaft (8) and connected to rotational speed control weights (25) of the rotor (3), characterized in that the rotor (3) comprises, in its lower part, a plurality of rigid arms (13) arranged at regular angular intervals and pivotally mounted about horizontal axes (14) on the central shaft (8) of the rotor (3), so as to be able to raise or lower, the blades (18, 19, 20) being mounted between said arms (13) and the top (21) of the central shaft (8) of the rotor (3), with length compensation means (22, 23, 24), and said arms (13) being coupled to the flyweights (25).

Vertical axis wind turbine device according to claim 1, characterized in that the rigid arms (13) of the rotor (3) are pivotally mounted so that they can be raised to a substantially vertical position and contiguous to the shaft. central (8) of the rotor (3), so as to fold all the blades (18,19, 20) against this central shaft (8).

Vertical axis wind turbine device according to claim 2, characterized in that the central shaft (8) of the rotor (3) is a hollow profile shaft, provided at its periphery with longitudinal fins (9) radial which delimit between them, vertical housing (36) in which take place, in the raised and folded position, the arms (13) and the blades (18,19, 20).

Vertical-axis wind turbine device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that each rigid arm (13) of the rotor (3) serves as a fastener for two or more blades (18, 19, 20). ), whose respective attachment points (15, 16, 17) are on the arm (13) at increasing distances from the central shaft (8).

Vertical axis wind turbine device according to Claims 3 and 4, characterized in that the radially outermost blade (20) has a rounded horizontal profile capable of closing the housing (36) of the shaft. central (8) in which are foldable blades (18, 19, 20).

Vertical axis wind turbine device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the length compensation means are provided at the top of the blades (18, 19, 20) and comprise, for each blade, a tensioner with damper (22, 23, 24).

Vertical axis wind turbine device according to claim 6, characterized in that ball joints or cardan joints are provided on the one hand at the attachment points (15, 16, 17) of the blade roots. (18, 18, 20) on the rigid arms (13), and on the other hand at the top of the blades (18, 19, 20) at the turnbuckles (22, 23, 24).

Vertical axis wind turbine device according to claim 7, characterized in that at the point of attachment (15, 15, 17) of each blade root (18, 19, 20) on the rigid arm ( 13), there is provided a gimbal which has a first axis (B) connected to the arm (13) and having a diagonal direction relative to the arm (13), and a second axis (C) orthogonal to the previous one, on which is articulated a yoke (45) provided on the blade root (18, 19, 20), so as to modify the angle of attack of the blades (18, 19, 20) as the arms are raised (13). .

9. A vertical axis wind turbine device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the blades (18, 19, 20) each have a unitary structure.

10. A vertical axis wind turbine device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the blades (18, 19, 20) are each formed by a juxtaposition of several parallel blades.

Vertical axis wind turbine device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the central axis (8) of the rotor (3) is rotatably mounted on the one hand in a lower bearing ( 10) carried by the base (2) of the wind turbine and, secondly, in an upper bearing (11) carried by a profiled support mast (12) mounted on the base (2) and extending externally to the rotor (3).

Vertical axis wind turbine device according to claim 11, characterized in that the profiled support mast (12) is mounted, by its base, on a ring itself rotatably mounted about the vertical axis (A). rotor (3), so as to make this support mast (12) orientable.

Vertical axis wind turbine device according to claim 11 or 12, characterized in that the profiled support mast (12) has a camber (40) which delimits an air inlet (41) which faces to the wind automatically, and which thus directs the flow of air to the blades (18, 19, 20) of the rotor (3).

Vertical axis wind turbine device according to one of claims 11 to 13, characterized in that each rigid arm (13) of the rotor (3) of the wind turbine is mechanically coupled through the lower bearing (10). ) of the central shaft (8) of the rotor (3), to a corresponding pivoting weight (25) housed inside the base (2) of the wind turbine.

Vertical axis wind turbine device according to claim 14, characterized in that each arm (13) of the rotor (3) is connected by means of a substantially vertical link (27) passing freely through said lower bearing ( 10), to the corresponding swivel flyweight (25) housed inside the base (2) of the wind turbine.

16. A vertical axis wind turbine device according to claim 14 or 15, characterized in that means (37, 38) are provided for synchronizing the movements and positions of all the pivoting weights (25), therefore of all the arms ( 13) of the rotor (3).

Vertical axis wind turbine device according to claim 16, characterized in that the synchronization means are in the form of a ring (37) slidably mounted coaxially with the central shaft (8) of the rotor (3). , and linked by rods (38) to the various weights (25).

Vertical axis wind turbine device according to claim 17, characterized in that the synchronizing ring (38) is coupled to actuating means (39), able to move it vertically so as to place the rotor (3). ) in particular positions.

19. A vertical axis wind turbine device according to any one of claims 14 to 18, characterized in that the base (2) of the wind turbine consists of superimposed modules (4, 5, 6), the flyweights (25). ) being housed inside the upper module (4) of the base (2)